Энциклопедия по машиностроению XXL. Энергетические свойства бензина определяются


Основные свойства топлив

Поиск Лекций

При применении и хранении к топливам предъявляются следующие требования.

Высокие энергетические и термодинамические характеристики продуктов сгорания. При горении топлива должно выделяться максимальное количество тепла, продукты сгорания должны иметь малую молекулярную массу, небольшие теплоемкость и теплопроводность, высокое значение произведения удельной газовой постоянной на температуру горения (RT). Высокое значение желательно получить за счет увеличения Т.

Хорошая прокачиваемость. Топлива должны надежно прокачиваться по топливной системе машин, трубопроводам, насосам, системам регулирования и другим агрегатам и коммуникациям при любых условиях окружающей среды — низкой и высокой температурах, различных давлениях, запыленности и влажности.

Оптимальная испаряемость. В условиях хранения и транспортирования испарение должно быть минимальным. При применении в двигателе топлива должны иметь такую испаряемость, чтобы обеспечить надежное воспламенение и горение топлива с оптимальной скоростью в камерах сгорания двигателей.

Минимальная коррозионная активность. Топлива не должны содержать компоненты, которые разрушают конструкционные материалы двигателя, средств хранения и транспортирования.

Высокая стабильность в условиях хранения и применения. Топлива в течение длительного времени не должны изменять физико-химические и эксплуатационные свойства.

Нетоксичность. Продукты сгорания также должны быть нетоксичными.

Широкая сырьевая база, невысокая стоимость и доступность для получения в больших масштабах.

 

БЕНЗИНЫ

 

Бензины — топлива, выкипающие в интервале температур 28— 215 0С и предназначенные для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением.

В зависимости от назначения бензины разделяются на автомобильные и авиационные.

Основными показателями бензина являются детонационная стойкость, давление насыщенных паров, фракционный состав, химическая стабильность и др. Ужесточение в последние годы экологических требований к качеству нефтяных топлив ограничило содержание в бензинах ароматических углеводородов и сернистых соединений.

 

ДЕТОНАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ

 

Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500—2500 м/с, вместо обычных 20— 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.

 

ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО

Октановое число — условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана.

Октановое число изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана — за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А-76) октановое число измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путем сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах: жестком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149 0С, переменный угол опережения зажигания) и мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52 0С, угол опережения зажигания 13 град.). Получают соответственно моторное (ОЧМ) и исследовательское октановые числа (ОЧИ). Разность между ОЧМ и ОЧИ называется чувствительностьюи характеризует степень пригодности бензина к разным условиям работы двигателя. Считают, что ОЧИ лучше характеризует бензины при движении автомобиля в городских условиях, а ОЧМ — в условиях высоких нагрузок и скоростей при форсированном режиме работы двигателя. Среднее арифметическое между ОЧМ и ОЧИ называют октановым индексоми приравнивают к дорожному октановому числу, которое нормируется стандартами некоторых стран (например, США) и указывается на бензоколонках как характеристика продаваемого топлива.

При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые октановые числа смешения (ОЧС), которые отличаются от расчетных значений. Октановые числа смешения зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 единицы, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.

 

ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ

 

Фракционный состав бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90 % (об.) выкипания фракций бензина. Температура выкипания 10 % (об.) бензина характеризует пусковые свойства. При температуре ниже предельных значений в системе питания двигателя могут образовываться паровые пробки, а при более высоких температурах запуск двигателя затруднен. В США пусковые свойства бензина характеризуют количеством топлива, выкипающего до 70 0С. Температура выкипания 50 % (об.) бензина характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам. Температура выкипания 90 % (об.) фракций и конца кипения влияет на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообра-зование в камере сгорания в цилиндре двигателя. В ГОСТ Р 51105—97, который действует с 01.01.99 г., фракционный состав бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180 0С (по аналогии с требованиями к бензинам в США).

 

poisk-ru.ru

Энергетические показатели

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автомобильные эксплуатационные материалы

Энергетические показатели

Химическая энергия топлива выделяется при его сгорании в виде тепла, количество которого измеряется в калориях (Кал) или Джоулях (Дж). Калория представляет собой количество тепла, затрачиваемого на нагрев грамма воды на один градус. Одна калория равна 4,19 Дж. Суммарное количество тепла, выделяющееся при сгорании единицы массы (кг) или объема топлива (л), называется соответственно массовой или объемной теплотой сгорания (теплотворная способность, теплотворность). Так как в продуктах сгорания всегда содержится вода, то от ее состояния (жидкость или пар) зависит теплота сгорания. При конденсации воды в продуктах сгорания выделяется дополнительное количество тепла, с учетом которой получается высшая теплота сгорания. Температура отработавших газов двигателя выше температуры конденсации воды, поэтому для характеристики бензинов пользуются низшей теплотой сгорания. Разница между высшей и низшей теплотами сгорания составляет для углеводородных топлив около 2500 кДж/кг.

В бензине содержится очень большое количество энергии. Чтобы его представить, достаточно сказать, что 70 кг бензина обладают энергией, способной поднять на 1 м 26-этажное здание Министерства иностранных дел, вес которого 300 тыс. т.

От теплоты сгорания зависит количество тепла, выделяющегося при сгорании топливно-воздушной смеси. Теплота сгорания топлива определяет энерговооруженность автомобиля: максимальное количество выполняемой на одной заправке транспортной работы и запас хода.

Кроме того, с теплотой сгорания связаны размеры и масса топливного бака, оказывающие влияние на эксплуатационные качества автомобиля для ряда топлив, особенно газообразных. Для большинства углеводородных топлив теплоты сгорания близки (табл. 1). При содержании в топливе кислорода или продуктов с пониженной теплотворностью теплота сгорания снижается.

Для сравнения различных топлив в качестве базы принята единица условного топлива (у. т.), имеющая теплоту сгорания 29,33 МДж/кг. По теплоте сгорания 1 т бензина эквивалентна 1,49 т у. т., дизельного топлива — 1,45 т у. т.

В качестве стандартного метода принято определение теплоты сгорания топлива по величинам его плотности и анилиновой точки. Анилиновой точкой называется минимальная температура, при которой обеспечивается растворение определенного количества анилина в определенном количестве топлива.

Широкое применение находит определение теплоты сгорания топлива экспериментальным путем — в специальных приборах, называемых калориметрами. Калориметрический метод определения теплоты сгорания жидких и твердых топлив основан на сжигании навески топлива в атмосфере кислорода с последующим поглощением выделившегося тепла водой в калориметре. Методика калориметрического определения теплоты сгорания стандартизирована ГОСТ 147—74.

В двигателе происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Выделяющееся количество тепла определяет мощ-ностные и экономические характеристики двигателя, в связи с чем является важным энергетическим показателем топлива. Этот показатель зависит как от теплоты сгорания самого топлива, как и от количества воздуха в смеси. Смесь, обеспечивающая полное сгорание топлива, называется стехиометрической, а количество воздуха, необходимое для полного сжигания 1 кг топлива, — стехиометрическим коэффициентом. Количество тепла, выделяющееся при сгорании единицы массы или объема стехиометрической смеси, называется массовой или объемной теплотой сгорания топливно-воздушной смеси.

С повышением теплоты сгорания топлива количество воздуха (или стехиометрический коэффициент) также повышается. Поэтому количество топлива в стехиометрической смеси будет снижаться, в результате чего теплота сгорания топливно-воздушной смеси сохраняется примерно на одном уровне.

Теплота сгорания стехиометрических бензовоздушных смесей составляет 3,44…3,48 МДж/м3, или 2,79… 2,83 МДж/кг. Однако обычно в двигателе выделяется меньшее количество тепла в связи с отклонением от стехио-метрического состава и избытка или недостатка воздуха.

Читать далее: Испаряемость бензинов и смесеобразование

Категория: - Автомобильные эксплуатационные материалы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Энергетическое топливо и его общая характеристика — Мегаобучалка

 

Топливо органического происхождения подразделяют по агрегатному состоянию на твердое, жидкое и га­зовое, а по способу получения на естественное и искус­ственное. Общая классификации органического топлива приведена в таблице 1.

 

Таблица 2.3.1. Общая классификация топлив.

Агрегатное состояние Естественное топливо Искусственное топливо
Твердое Дрова и древесные отходы, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючий сланец. Древесный уголь, кокс, полукокс, брикеты, пылеугольное топливо, отходы углеобогащения, различные пеллеты.
Жидкое Нефть Продукты нефтепереработки: бензин, керосин, мазут и др. Продукты переработки углей и сланцев: мазут угольный, сланцевое масло.
Газообразное Природный горючий газ. Продукты переработки твердых топлив: генераторный, водяной, коксовый, полукоксовый, доменный и т.д. Продукты переработки нефти: газ крекинга, газ пиролиза.

 

В настоящее время для энергетических целей используют практически все приведенные в таблице виды органического топлива, однако для теплоэнергетики наибольшее значение имеют из твердых топлив ка­менные и бурые угли, антрацит и полуантрацит; из жидких – мазут; из газовых – природный газ. В меньшей мере в котлах сжигают отходы углеобогащения, торф и горючий сланец.

Все виды органического топлива, помимо горючей части, содержат негорючие компоненты – балласт. Негорючими компонентами твердого и жидкого топлива являются минеральные примеси, образующие при сгора­нии топлива золу, и вода. Балластом газового топлива являются негорючие газовые компоненты и пары воды.

 

2.4. Понятие о массах топлив. Элементарный состав.

 

Горючая часть твердого топлива представляет собой сложный полимолекулярныйкомплекс в большей своей части коллоидальногохарактера, построенный из пяти основных элементов: углерода С, водорода Н, серы S, кислорода О и азота N. Из этих элементов лишь углерод,водороди сера участвуют в горении с выделе­нием тепла. Азот и кислород являются своего рода внутренним балластом горючей части. Так как эти два эле­мента находятся в связанном состоянии с остальными, их включают в горючую часть условно. Строго говоря, к горючей части топлива следует причислить также некоторые соединения минерального происхождения, содержа­щие в своей молекулярной структуре четырехвалентную серу (например, серный колчедан FeS2). Входящая в состав его сера, обычно именуемая колчеданной, способна к окислению с выделением некоторого количества тепла.

Рис. 2.4.1. Состав твердого топлива.

 

Горючую часть твердого топлива вместе с азотом, кислородом и колчеданной серой называют условно горючей массой. Условно горючую массу твердого топлива без колчеданной серы принято называть органической массой. При исключении из органической массы серы органической (Sop) эту массу принято называть условно органической массой. Условно горючую массу вместе с минеральными примесями принято называть сухой массой.

Исходное топливо со всем его балластом, включая влагу, называют рабочим топливом (рабочей массой). Рабочее топливо, измельченное до порошкообразного вида и в этом состоянии доведенное до воздушно-сухого состояния в данной лаборатории, т. е. содержащее только гигроскопическую влагу, называется аналитическим (аналитической массой).

Состав различных масс топлива показан на рис. 2.4.1. На рисунке вся сера топлива условно отнесена к группе нелетучих веществ; в действительности же часть ее переходит при термическом разложении топлива в летучие вещества.

О виде массы судят по верхнему индексу, проставляемому у каждого члена соответствующей массы. Пересчет состава твердого топлива с одной массы на другую производят, используя множители пересчета, составленные, на основе следующих балансовых уравнений для различных масс топлива:

- рабочая масса – Ср + Hр +

- аналитическая масса – Са + Hа + %;

- сухая масса – Сс + Hc+ + Oc+ Nc+АС= 100°/0;

- условно горючая масса – Сг + Hг + + Oг+ Nг= 100%;

- условно органическая масса – Со + Hо + Oо+ Nо= 100%.

Состав горючей части твердого топлива определяется степенью его углефикации, связанной с характером превращения органического вещества под действием различ­ных физических, химических, а на ранней стадии преобразования исходного растительного материала и микробиологических факторов.

Химический состав газообразных топлив определяется сравнительно просто газовым анализом. Горючая же часть жидких и особенно твердых топлив состоит из весьма сложных органических соединений, молекулярное строение и свойства которых изучены пока еще недостаточно. Элементарный химический состав топлив не может дать полного представления о свойствах топлива, так как он не отражает химической природы входящих в него соединений. Однако он дает возможность производить ряд важных технических расчетов (например, подсчет количества необходимого воздуха для полного горения топлива, объемов продуктов сгорания и т.д.).

Горючая часть топлива содержит углерод С, водород Н, кислород О, азотN исеру S.

Основным элементом горючей части всех топлив является углерод

Углерод в топливе обусловливает выделение основного количества тепла. Однако, чем больше углерода в твердом топливе, тем труд­нее оно воспламеняется.

Содержание водорода в горючей массе твердых и жидких топлив колеблется от 2 да 10%. Много его содержится в мазуте и горю­чих сланцах, меньше всего в антраците. Особенно много водорода в природном газе. При сгорании водород выделяет на единицу веса примерно, в 4,4 раза больше тепла, чем углерод.

Кислород и азот в топливе являются органическим балластом. Наличие их в топливе уменьшает содержание в нем горючих элементов – углерода и водорода. Кислород, кроме того, находясь в соединении с водоpoдом или углеродом топлива, тем самым снижает количество тепла, которое выделяется при сгорании топлива.

Особенно велико содержание кислорода в древесине и торфе. По мере увеличения степени углефикации топлива количество кислорода уменьшается.

Азот при сжигании топлива в атмосфере воздуха не окисляется и переходит в продукты сгорания в свободном виде. В горючей массе различных твердых топлив и мазута он составляет от 0,5 до 2,5%.

Вредной примесью топлива является сера. В твердых топливах она встречается в трех видах: органическая Sop, колчеданная SK и сульфатная Sс. Органическая сера входит в состав сложных высокомолекулярных органических соединений топлива. Колчеданная сера – это чаще всего железный колчедан FeS2. Органическая и колчеданная сера окисляются с выделением тепла. Сульфатная сера встречается в топливах в виде сульфатов CaS04, MgS04 и т. д. Эти соединения при горении почти не разлагаются и переходят в золу.

Общее содержание серы в топливе может быть записано так:

S=Sop+K+Sc,%

Содержание серы в твердых топливах обычно невелико, но в некоторых бурых и каменныхуглях оно доходит до 7–8% на горючую массу топлива.

В нефти сера входит в состав органиче­ских соединений. Количество ее может достигать. 3–3,5%. При переработке нефти большая часть серы переходит в мазут.

В природных газах сера обычно практически отсутствует; только в попутных газах некоторых нефтяных месторождений содержится немного серы в виде сероводорода и сернистого газа.

При горении серы тепла выделяется при­мерно в 3,5 раза меньше, чем при горении углерода. Поэтому наличие ее в топливе уменьшает общее количество тепла, выделяемого топливом при сгорании.

Содержание серы в топливе вызывает сильную коррозию низкотемпературных поверхностей нагрева, так как продуктом окисления ее наряду с сернистым газом S02является и серный ангидрид S03, который сильно повышает температуру конденсации водяных паров продуктов сгорания топлива.

Наконец, присутствие сернистого газа SO2 в продуктах сгорания топлива, выбрасываемых ватмосферу через дымовую трубу, при­водит к вредному загрязнению окружающего воздуха.

Топливо| в том виде, в каком оно поступает к потребителю для использования, носит название рабочего. Элементарный химический состав его записывается следующим образом:

здесь – углерод, водород, кислород, азот, сера, зольность и влажность.

В лабораторных условиях поступившее для анализа воздушно-сухое топливо носит название аналитической пробы топлива.

Сухая масса топлива получается после удаления из него влаги:

Безводное и беззольное топливо характеризуют элементарным химическим составом горючей массы:

Понятие горючей массы топлива является условным, так как в нее входит азот, не окисляющийся в обычных условиях горения, и кислород.

 

Выход летучих веществ

 

При нагревании твердого топлива происходитраспад термически неустойчивых молекул органических соединений горючей массы с выделением газообразных продуктов разложения и паров конденсирующихся веществ. Наиболее нестойкими при повышении температуры являются сложные углеводороды. Температура начала выхода летучих веществ, количество и состав газообразных продуктов разложения зависят от химического состава топлива. Чем меньше степень углефикации топлива, тем больше оно содержит термически неустойчивых молекул и, следовательно, больше выделяет летучих веществ.

Характер твердого горючего остатка играет решающую роль при определении наиболее рационального пути использования топлива. Угли со сплавленным горючим остатком являются ценнейшим технологическим топливом и идут в первую очередь для производства металлургического кокса. Угли со спекающимся, слабоспекающимся, а также и с порошкообразным коксовым остатком могут использоваться для получения прочного металлургического кокса в смеси с коксующимися углями. При сжигании топлива в пылевидном состоянии величина выхода летучих веществ и характер коксовой частицы оказывают большое влияние на процесс воспламенения и полноту его сгорания.

При сжигании топлив с малым выходом летучих веществ требуется поддержание высоких температур в зоне воспламенения.

Общее тепловыделение при сгорании топлива складывается из теплот сгорания летучих веществ и коксового остатка. При сгорании топлив с малым выходом летучих веществ основное количество тепла выделяется при горении коксовой частицы.

У топлив с большим выходом летучих веществ коксовый остаток получается пористым, что придает ему высокую реакционную способность, т. е. способность легко вступать в реакцию с кислородом и восстанавливать СО2 в СО. Антрацит, полуантрацит и тощие каменные угли являются малореакционными топливами. Время пребывания малореакционных топлив в топке должно быть достаточно продол­жительным, а пыль очень мелкой.

 

megaobuchalka.ru

Энергетические свойства топлива - Энциклопедия по машиностроению XXL

В настоящее время достаточно хорошо изучен вопрос о влиянии энергетических свойств топлива на характеристики самолета. Установлено, что у реактивных самолетов наилучшие летно-технические характеристики могут быть получены на топливах, обладающих одновременно наибольшими значениями теплоты сгорания и плотности.  [c.201]

Энергетические свойства топлива 577  [c.577]

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВА  [c.577]

Энергетические свойства топлива 579  [c.579]

Перечисленные топлива имеют потенциально высокие энергетические свойства и возможности малотоксичного сгорания в автомобильных двигателях. Эти свойства могут быть полностью реализованы, если двигатели, работающие на перспективных топливах, будут спроектированы с учетом опыта создания бензиновых двигателей, но без слепого копирования и ориентирования на их оптимальные показатели. Возможно, что двигатели, работающие на метаноле, водороде, будут иметь иные литровую мощность.  [c.55]

Топливо. Классификация топлив, их краткая характеристика. Твердые, жидкие и газообразные энергетические топлива. Основные месторождения топлива в СССР. Состав топлива краткая характеристика отдельных составляющих топлива. Влияние влажности и зольности топлива на свойства топлива и на работу котельной установки. Теплотворность топлива, ее определение. Понятие об условном топливе. Нормы расхода отдельных видов топлива на получение ] кет злектро.энер-гии.  [c.648]

Контроль топлива. Топливо контролируют для определения его расхода, потерь и к.п.д. тепловых установок (составление теплового баланса), а также для установления свойств и степени пригодности топлива для технологических и энергетических нужд. Исследование генераторного газа дает, кроме того, представление о работе газогенератора. Контролируют количество, состав, теплоту сгорания и другие свойства топлива. Наряду с твердым топливом контролируют очаговые остатки, характеристика которых позволяет судить о полноте и качестве горения и газификации, а. также о плавкости золы топлива.  [c.333]

Эти свойства должны сохраняться в широком диапазоне температур, воздействию которых топливо подвергается во время хранения и при выдерживании его в процессе производства (см. разд. 5.7). Кремниевые резины, в которых атомы углерода заменены атомами 5 , наиболее пригодны в этом отношении, но они имеют низкие энергетические свойства. Свойства горючего-связующего оказывают также большое влияние на величину стехиометрического соотношения компонентов смеси.  [c.227]

Учитывая перечисленные выше преимущества, кажется несколько странным отсутствие более широких исследований воз-можности применения двигателей, работающих на жидко-твердых, топливах. В таких двигателях, вероятно, могут быть успешно использованы топлива с высокими энергетическими свойствами.  [c.367]

Проблема выбора топлива с высокими энергетическими свойствами еще более осложняется тем, что окислитель и горючее представляют собой соединения отдельных атомов и необходимо принимать во внимание энергию связи всех соответствующих элементов. Как было показано выще, целесообразно выбирать окислители и горючие, обладающие малыми теплотами разложения.  [c.586]

Температуры теплоотдатчика и рабочего тела в ряде случаев, например, в паросиловых установках, существенно различны, так как ни свойства рабочего тела, ни свойства конструкционных материалов не позволяют довести температуру рабочего процесса цикла до температуры теплоотдатчика. Применение жаропрочных конструкционных материалов может несколько уменьшить эту разность температур того же самого можно достигнуть переходом на высокие давления рабочего тела в цикле (применительно к воде это будут закритические давления) использованием теплоты отходящих продуктов сгорания для подогрева топлива и предварительного подогрева рабочего тела можно улучшить общее использование выделяющейся при сгорании топлива теплоты. Но более перспективным (во всяком случае в паросиловых установках) является использование горячих продуктов сгорания, после того как завершено нагревание основного рабочего тела, в качестве вторичного рабочего тела (как это осуществляется в парогазовых установках) или применение бинарных циклов с использованием в верхнем цикле наиболее подходящего высокотемпературного рабочего тела. Возможно также использовать в качестве головного звена энергетической установки МГД генератор. В этом случае горячие газы сначала поступают в рабочий канал МГД-генератора, где часть кинетической энергии потока преобразуется в электри-  [c.526]

По мере истощения запасов нефти и газа и все большего использования их в качестве сырья для химической промышленности энергетика должна переводиться на дешевый уголь и ядер-ное топливо. Себестоимость угля, добываемого карьерным способом (например, в Экибастузском и Канско-Ачинском месторождениях СССР), сопоставима с себестоимостью нефти и газа, но его транспортирование обходится гораздо дороже и сопровождается потерями. Поэтому ставится задача сооружения ТЭС в местах добычи угля с передачей электроэнергии в другие районы через Единую энергетическую систему (ЕЭС), но это удорожает строительство и приводит к потерям электроэнергии в сетях. По подсчетам академика В. И. Попкова и его сотрудников, за год только на коронный разряд теряется около 100 МВт-ч электроэнергии на 1 км линии переменного тока. Огромная протяженность линий электропередач в нашей стране приводит к большим потерям. В будущем предполагается заключение проводов в специальные газовые оболочки, предотвращающие разряд, и переход на сверхпроводящие материалы (пока несуществующие), сохраняющие свои свойства при нормальных температурах.  [c.152]

Необходимо прежде всего отметить резкое несоответствие современной структуры энергопотребления структуре энергоресурсов. Так, удельный вес нефти в суммарном энергопотреблении промышленно развитых капиталистических стран, вместе взятых, близок к 50%. В США он равен примерно 25 в Японии 75%, тогда как доля традиционной нефти в мировых запасах органического топлива составляет, как сказано выше, лишь 7%. Это означает, с одной стороны, что свойства нефти высоко ценятся потребителями, а с другой стороны, что нефть слишком широко используется в качестве котельно-печного топлива. Низкие цены на мазут, которые устанавливались монополиями для вытеснения угля, с избытком компенсировались высокими ценами на светлые нефтепродукты, где нефть не имела конкурентов. Такая политика определила структуру энергетического и потребительного оборудования, в свою очередь определившую структуру спроса. Это обстоятельство все еще является одним из факторов, тормозящих переход на новую структуру потребления, которая должна обеспечить экономию нефти.  [c.7]

До настоящего времени мы знали только паровые турбоагрегаты и газовые, работающие исключительно на продуктах сжигания органического топлива с различными, иногда большими, избытками воздуха. В связи с развитием атомных энергетических установок и большой химии приходится быть готовыми к применению в качестве рабочих агентов энергетических машин различных по физическим свойствам газов и паров. Здесь выявляется недостаточность и теоретических, и экспериментальных работ по профилированию турбинных и компрессорных лопаток.  [c.194]

Продукты сгорания твердого топлива всегда содержат взвешенные твердые частицы золы, размягченные или жидкие частицы шлака. При обтекании котельной поверхности многие частицы ударяются о нее и в зависимости от размеров, скорости движения, механических и физико-химических свойств либо снова возвращаются в поток, либо оседают на поверхности. В связи с этим может происходить абразивный износ поверхностей нагрева, их шлакование или образование на них золовых отложений. В настоящей работе все эти явления рассмотрены с позиций единой энергетической теории [1].  [c.6]

Для полноты сгорания топлива и распределения температур в зоне-горения важное значение имеют вопросы смесеобразования горючих с окислителями, в особенности для процессов, которые протекают с участием теплопоглощающих сред, например с водой. В разделе о рациональном использовании обводненных жидких топлив рассмотрены вопросы, связанные с получением, свойствами и некоторыми особенностями горения таких систем, а также с их применением в тепловых энергетических и технологических аппаратах.  [c.5]

Топливная связь с топливоснабжающей системой характеризуется видом топлива, отпускаемого для сжигания в установке, а также стоимостными показателями замещаемого топлива. Вид топлива задается совокупностью характеристик химического состава, теплотворной способности и некоторых физико-химических и технологических свойств (например, температуры плавления золы). Стоимостным показателем служит величина удельных расчетных затрат на замещаемое топливо в данной энергосистеме з , получаемая в результате решения задачи оптимизации топливно-энергетического баланса района. Технические и стоимостные характеристики топлива могут изменяться во времени.  [c.166]

Таким образом, ни по физическим свойствам, ни по форме, ни структурно ядерное топливо не сравнимо с органическим. Тем не менее основное назначение активной зоны энергетического реактора — производить тепловую энергию. В этом отношении активная зона реактора выполняет роль обычного котла или камеры сгорания двигателя, когда в них сжигается органическое топливо. Такая аналогия с привычным процессом обычной тепловой энергетики вполне правомерно позволила называть урановую и уран-плутониевую загрузку реактора ядерным топливом, а процессы деления и расходования делящихся элементов в реакторе — сжиганием , или выгоранием ядерного топлива, хотя, разумеется, никакого горения и сжигания в традиционном понимании этих слов в реакторе не происходит.  [c.86]

Большие трудности возникают также при прямом сжигании сланцев, являющихся высокозольным топливом. Содержание золы в сланцах достигает 60% и более. Поэтому при прямом их сжигании энергетическое оборудование оказывается весьма громоздким, а защита атмосферы от вредных выбросов весьма трудной. Энерготехнологическое использование сланцев особенно по схеме пиролиза с твердым теплоносителем позволяет радикально решать эти- проблемы с большим экономическим эффектом. При такой переработке сланцев, в частности, можно получить жидкое газотурбинное топливо, свойства которого приведены в табл. 7-1.  [c.179]

По этим результатам вариант 3 представляется более привлекательным, за исключением того, что все перспективные двигатели, для которых получены удовлетворительные результаты,— двигатели с принудительным зажиганием и слоистым зарядом, дизели с турбонаддувом, двигатели Стирлинга и газовые турбины,— требуют значительных капиталовложений для производства в объемах, обеспечивающих их рентабельность. В модифицированном варианте 3 рассмотрена возмолусловиях эксплуатации — это газохол (10 7о этанола, полученного из гранулированного сырья, и 90 % неэтилированного бензина). Результаты испытаний показали, что эта смесь имеет свойства, почти идентичные свойствам бензина, составляющего ее основу, и обеспечивает почти те же рабочие характеристики двигателя, что и бензин, а несколько меньший энергетический потенциал единицы объема смеси перекрывается ее более высоким октановым числом. Можно также использовать смеси бензина с метанолом [61].  [c.148]

Необходимость обеспечить точность реализации космических траекторий, на несколько порядков превышающую ее земные эквиваленты, породила необходимость создания дополнительных систем на борту космического корабля, позволяющих производить коррекцию орбиты в процессе полета. Сложность создания подобных систем заключается в том, что они могут быть построены только на базе элементов обычной точности. Коррекционные устройства должны включаться (по крайней мере в последний раз) в таких точках траектории, в которых влияние погрешностей системы коррекции на корректируемые параметры орбиты не превышает допустимый уровень. Ввиду того, что среди погрешностей коррекции содержатся энергетические погрешности, сформулированное требование означает, что для коррекции должны использоваться точки низкой эффективности коррекции, что может быть связано с дополнительными затратами, топлива. Поэтому для уменьшения веса вспомогательных систем космического аппарата во многих случаях необходимо проводить тщательное исследование различных свойств движения с целью поиска оптимальных решений при построении систем управления полетом космических аппаратов. Теория коррекции орбит космических аппаратов, получившая свое развитие в последнее десятилетие, является одним из разделов современной астродинамики и теории автоматического регулирования. Основные проблемы теории коррекции параметров движения космического аппарата сформулированы в работе Г. Н. Дубошина и Д. Е. Охоцимского (1963).  [c.304]

Ракетные топлива должны обеспечивать выделение заданного количества энергии с желаемой скоростью при вполне определенных условиях. В соответствии с этим требованием и следует выбирать характеристики топлива. Основным направлением в разработке перспективных ракетных топлив является поиск веществ с высоким удельным импульсом, но во многих случаях вследствие существования других технических требований приходится принимать компромиссные решения. Например, в газогенераторе желательно иметь низкую скорость горения и относительно низкую температуру продуктов сгорания ТРТ. Для некоторых ракет малого радиуса действия, например реактивного противотанкового гранатомета типа Базука , требуется высокая скорость горения. Для стратегических ракет высокой боеготовности обеспечение компактности двигателя и безопасности зарядов при транспортировке и хранении более важно, чем достижение максимального удельного импульса. К тактическим ракетам выдвигается требование минимального дымообразова-ния. Твердые ракетные топлива удобно характеризовать некоторой совокупностью свойств, которые можно разделить на следующие группы энергетические свойства, баллистические, механические и общие.  [c.27]

Наиболее перспективными, с учетом энергетических свойств, являются топлива алкано-цикланового основания.  [c.207]

Хотя теоретически можно получить единичный импульс, превышающий 300 кг.сек1кг, практическое получение такого значения единичного импульса для стабильных твердых топлив представляет собой сложнейшую проблему и для современных топлив редко получают теоретическое значение единичного импульса выше 220- -260 кг.сек1кг. Такие величины единичного импульса соответствуют теплотворности топлива, равной приблизительно одной килокалории на грамм. Применение новых видов топлив с высокими энергетическими свойствами сможет до некоторой степени повысить указанные выше значения единичного импульса.  [c.212]

В настоящее время проводится много работ по созданию твердых топлив на основе бора и металлических порошков (алюминия и магния), обладающих высокими энергетическими свойствами. Эти топлива дают высоко стабильные (обладают очень высокой отрицательной теплотой образования), но, к сожалению, конденсирующиеся продукты сгорания (В2О3, АЬОз или МдО). В будущем, возможно, более совершенные топлива будут получены благодаря созданию новых видов окислителей (часто окислитель составляет более 75% общего веса топлива).  [c.212]

В разд. А табл. 1 приведены состав и характеристики двухосновного баллистита JPN, обладающего довольно высокими энергетическими свойствами. Он имеет высокие единичный импульс и скорость горения (/ед=250 кг-сек/кг и и=2,14 см/сек при р= = 100 кг1см ), но обладает плохими качествами в отношении показателя горения п и термической чувствительности t. Вместе с тем важно отметить, что граница его устойчивого горения по давлению ниже, чем у других топлив (30->40 кг/сжЯ). Благодаря повышенной температуре пламени важную роль в теплообмене играет излучение, посредством которого тепло от горячих газов передается обратно заряду. Поэтому для поглощения энергии излучения в топливо нужно добавлять сажу, так как в противном случае энергия излучения пошла бы на нагрев несгоревшего  [c.216]

Применение топлив с более высокими энергетическими свойствами и более эффективных систем впрыска позволяет уменьшить объем, потребный для обеспечения полного сгорания. С другой стороны, более высокие температуры сгорания усиливают значение явления диссоциации и вытекаюш ей отсюда возможноств последующей рекомбинации при расширении. Это заставляет рассматривать не только преобразование топлива в камере сгорания, но и преобразование продуктов сгорания в сопле. Рекомбинация некоторых веществ определяется кинетическими свойствами топлива. Однако по этому вопросу имеется мало данных, могущих служить базой для рассмотрения кинетики рекомбинации в сопле (см. разд. 3. 5. 5).  [c.617]

Из собственно моторных свойств в первую очередь обращают внимание на энергетические возможности топлива, которые оценивают теплотой сгорания. Авторами было показано [19], что для углеводородных топлив, содержащих газы не тяжелее пентана (СдИт), низшую объемную теплоту сгорания можно вычислять по формуле  [c.8]

Температуры теплоотдатчика и рабочего тела, например в паросиловых установках, существепно различны, так как ни свойства рабочего тела, ни свойства конструкционных материалов не позволяют довести температуру рабочего процесса до температуры продуктов сгорания топлива. Применение жаропрочных конструкционных материалов может несколько уменьшить эту разность температур такого же результата можно частично достичь при переходе на высокие давления рабочего тела в цикле (применительно к воде это будут закритические давления). Использование теплоты отходящих продуктов сгорания для подогрева топлива и предварительного подогрева рабочего тела дает возможность повысить эффективность применения выделяющейся при сгорании топлива теплоты. Перспективно (во всяком случае в паросиловых установках) использование горячих продуктов сгорания, после того как с их помощью завершен нагрев основного рабочего тела, в качестве вторичного рабочего тела в дополнительном цикле (как это осуществляется в парогазовых установках) нли применение бинарных циклов с использованием в верхнем цикле оптимального высокотемпературного рабочего тела. Можно также использовать в качестве головного звена энергетической установки МГД-генератор. В этом случае горячие газы вначале поступают в рабочий канал МГД-генератора, где кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию. На выходе из канала газы направляются в основную энергетическую установку, где отдают теплоту рабочему телу. Кроме использования МГД-генератора возможно создание термоэмиссиоиной надстройки . Целесообразным представляется также использование высоких температур продуктов сгорания для осуществления высокотемпературных химических реакций, в частности для получения водорода из водяного пара.  [c.516]

Всесторонний анализ различных энергетических процессов приводит к заключению, что для превращения видов энергии необходимо выполнить по крайней мере два условия 1) соблюсти должный уровень концентрации энергии и 2) подобрать рабочее тело определенных свойств. Например, из-за низкой концентрации нельзя превратить тепло дымовых газов печей в ядерную энергию— получить ядерные топлива. Из за неподходяп их свойств диэлектрика, сколько бы ни пересекать им силовые шнки магнитного поля, механическая -нергия этого движения не превратится в электрическую — для этого нужен проводник  [c.136]

Возрастающая на современном этапе роль ЭК страны, сложность его внутренней структуры и многочисленные связи с экономикой делают анализ условий развития этого комплекса сложнейшей народнохозяйственной задачей. Актуальность проблемы обеспечения надежности системы топливо- и энергоснабжения народного хозяйства обусловлена прежде всего следующими тенденциями развития ЭК, негативно влияющими на его надежность (см. введение) возрастанием цены отдельных аварий вследствие концентрации производственных мощностей повьшюнием опасности развития аварий в результате изменения динамических свойств систем энергетики повышением напряженности топливно-энергетического баланса в связи со снижением темпов роста производства основных видов энергоресурсов и резервных мощностей как следствием роста капиталоемкости добычи, транспорта, переработки и преобразования энергоресурсов и повышения напряженности топливно-энергетического баланса и т. д. Все это усложняет решение вопросов надежного обеспечения потребителей топливом и энергией, особенно в периоды остропиковых нагрузок, когда даже не очень серьезные аварийные ситуации могут привести к каскадному нарастанию отклонений от нормального режима функционирования энергоснабжающих систем.  [c.405]

Свойства карбидного топлива. Монокарбид урана U и смеси его с карбидом плутония (U, Ри)С являются перспективным видом ядерного топлива, особенно для энергетических реакторов на быстрых нейтронах, в которых минимальные размеры активной зоны должны сочетаться с высоким энерговыделением. В качестве топлива ТЭП наиболее удовлетворяют требованиям смеси монокарбида урана с монокарбидом циркония (и, Zr) , в которых последний играет стабилизирующую роль и в то же время почти не захватывает нейтроны. Чистый U по сравнению с двуокисью обладает лучшей теплопроводностью (примерно в 8—10 раз) и шиеет плотность атомов урана на 25% больше, чем у UO2 (см. табл. 6.1). Лучшая теплопроводность обеспечивает при прочих равных условиях более низкую  [c.134]

Кузнецкие угли — малозольные, малосернистые и спекаемые, используются для коксования. Для энергетики остаются длнннопламенные и тощие неспекающиеся угли или высокозольные спекающиеся, а также промпродукт обогащения. У углей Кузбасса открытой добычи выше влажность и выход летучих, а спе-каемость, прочность и теплота сгорания понижаются. Свойства углей открытой добычи существенно изменяются по глубине залегания, и такие угли используются только как энергетическое топливо.  [c.255]

Мазуты относятся к самым малозольным энергетическим топливам. При абсолютной зольности 0,1—0,3% приведенное значение ее не превышает 0,01—0,03%, в связи с чем эрозионными свойствами дымовых газов можно пренебречь. Что касается шлакования, то по интенсивности этого процесса и связанным с ним затруднениям мазуты находятся в числе наиболее тяжелых энергетических топлив. Поскольку исследования процессов шлакования весьма малочисленны, в рамках настоящей работы лредставляется возможным дать лишь общее освещение наметившихся в этом вопросе взглядов.  [c.180]

Конструкции котлов разнообразны, в параметры вырабатываемого пара и горячей воды изменяются в широких пределах. Число мощных энергетических котлов паропроизводительностью от 1000 т/ч и более с перегретым паром до сверхкритических температуры и давления превышает 2 тыс. Число чугунных и стальных паровых и водогрейных котлов в СНГ около 900 тыс., причем 72-75% этих котлов находится в России. Наряду с новейшими образцами котельной техники, находящейся в эксплуатации, более одной трети котлов выработало расчетный ресурс, из них 10-12% имеет запасы прочности менее нормативных, причем на некоторых вынужденно снижено рабочее давление. Процесс замены устаревшего оборудования растянут во времени на многие годы (по некоторым оценкам, на 10-15 лет). Все это время надежность некотооой части оборудования находится ниже расчетного уровня. Положение усугубляется тем обстоятельством, что значительная часть оборудования вьшужденно работает на топливе с характеристиками, значительно худшими проектных, или вообще на неЛроектном топливе. Это объясняется тем, что на ряде разрезов и шахт уменьшилась теплота сгорания углей, изменились свойства золы и ее содержание, увеличилась влажность. Кроме того, в старые котельные и ТЭС осуществляется поставка топлива от новых месторождений. В результате возросло несоответствие между проектными и фактическими топочными режимами. На некоторых марках котлов приходится использовать мазут или газ для подсветки факела, а также обеспечения заданной произво-  [c.3]

Законом о пятилетием плане щредписано (для 1950 г.) обогащение is ex коксующихся углей с зольностью свыше 7%, энергетических каменных углей с зольностью более 10%, а также развитие обогащения бурых углей. Для нормальной работы транспорта желательно снабжение его сортированным топливом с большей теплотворной способностью и изеест-ными свойствами спекаемости. Специфические требования предъявляет к качеству топлива и промышленность химической переработки топлива. Наконец, нефть потребляется двигателями внутреннего сг0 рания и идет на глубокую переработку для получения автотранспортных и авиационных топлив и- т. д.  [c.24]

Даны способы рационального выполнения шиповых экранов, приварки шипов к трубам и набивки футеро-вочного покрытия для различных топочных устройств в зависимости от характера сжигаемого топлива (вязкостных характеристик шлака и температуры факела) и параметров пара. В книге приводятся физико-химиче-ские свойства шлаков энергетических углей, необходимые для расчетов, а также примерные расчеты температур и тепловых потоков в шиповом экране.  [c.2]

Для систематического накопления опыта по постройке энергетических газовых турбин, а также для проверки основных свойств паро-газового цикла была построена на заводах имени В. И. Ленина экспериментальная установка мощностью 4400 кет. Топливом служит колошниковый газ. Это позволяет получить данные, необходимые при конструировании газовых турбин для металлургической промышленности. Принципиальная схема установки показана на рис. 5-9.  [c.160]

В разд. 4 представлены обновленные данные по свойствам и характеристикам основных видов энергетических топлив углей, природного газа, топочных мазутов — по состоянию на конец 90-х годов. Описаны методы расчета основных показателей процесса полного горения топлива, приведены основы методов расчета топливосжигающих устройств для котлов малой мощности и промышленных печей, для горелок и форсунок различного типа.  [c.8]

Компоновка оборудования отделения термического разложения установки ТККУ-300 показана на рис. 1-29 [6]. Здесь имеется коксо-нагреватель 1, реактор 3, охладитель полукокса 6, коксопроводы 4 и 5 и теплообменник-адсорбер 2. Ширина ячейки отделения 28 м, высота верхней отметки оборудования 50 м. Комбинирование технологической и энергетической ступеней соответствует схеме, показанной на рис. 1-30. Здесь в качестве топлива в парогенераторе используются следующие продукты термической переработки угля пылевидный кок-сик, поступающий из электрофильтра ЭФ, циклона для очистки парогазовой смеси Ц и коксоохладителя, а также пиролизный газ из отделения конденсации и улавливания ОКУ. Однако этих продуктов может оказаться недостаточно для обеспечения заданной производительности парогенератора. Тогда в топку парогенератора дополнительно подается необходимое количество мелкозернистого коксика, являющегося товарным продуктом для металлургической промышленности или используемого в качестве адсорбента для очистки сточных вод. В топке парогенератора может также сжигаться легкая смола, по своим свойствам близкая к мазуту. Из части среднего давления турбины ЧСД в реактор технологической установки подается пар под давлением 0,6 МПа в количестве 0,14 кг/с.  [c.53]

Общая теплотехника занимается изучением законов преобразования химической энергии топлива в теплоту, механическую работу и электрическую энергию, а также свойств рабочих вепдеств, конструкций машин и аппаратов, прид1еняемых в энергетических установках.  [c.4]

mash-xxl.info


Смотрите также